KR20090071343A - Control apparatus of the degree of superheat - Google Patents

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KR20090071343A
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노부유키 기우치
다몬 이노타니
요시오 미야시게
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가부시키가이샤 사기노미야세이사쿠쇼
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Abstract

A controlling device of a degree of superheat is provided to increase the stability of control and to have the fast convergence of a measured value not only before the raising of the set value but also decreasing. A controlling device of a degree of superheat comprises: a target value filter(5) in which a set value of the degree of superheat is inputted; a target value change unit(3) giving the specific change about the set value of the degree of superheat in order to outputting a target value; a PID operation unit(1) outputting a control signal to an electric expansion valve according to the measured value and the target value outputted from the target value change unit; and a target value change control unit detecting the direction of the change of the set value of the degree of superheat. The target value change unit controls the change of the target value according to the change of the detected set value. The target value change control unit controls the target value change unit if the change of the target value when the set value decreases is more sluggish than when the set value increases.

Description

과열도의 제어 장치{CONTROL APPARATUS OF THE DEGREE OF SUPERHEAT}Control device of superheat degree {CONTROL APPARATUS OF THE DEGREE OF SUPERHEAT}

본 발명은 냉동 장치에 있어서의 과열도의 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a superheat degree control device in a refrigerating device.

종래부터, 전자 팽창 밸브를 사용하는 냉동 장치는 알려져 있다 (특허문헌 1, 특허문헌 2). Conventionally, the refrigeration apparatus which uses an electromagnetic expansion valve is known (patent document 1, patent document 2).

도 7 은, 전자 팽창 밸브를 사용하는 냉동 장치의 일례를 나타내는 도면이다. 냉동고 (20) 내에 설치된 증발기 (21), 냉동기 (22) 에 있어서의 압축기 및 응축기, 급액 전자 밸브 (23) 및 전자 팽창 밸브 (24) 가 배관에 고리형으로 접속되어 주지의 냉동 사이클이 구성된다. FIG. 7: is a figure which shows an example of the refrigeration apparatus which uses an electromagnetic expansion valve. FIG. The evaporator 21 installed in the freezer 20, the compressor and condenser in the freezer 22, the liquid feed solenoid valve 23, and the electromagnetic expansion valve 24 are annularly connected to the pipe to constitute a well-known refrigeration cycle. .

25 는 증발기 (21) 의 출구측의 온도를 계측하는 증발기 출구 온도 센서, 26 은 증발기 (21) 의 입구측의 온도를 계측하는 증발기 입구 온도 센서, 27 은 냉동고 (20) 내의 온도를 계측하는 냉동고 내 온도 센서이고, 이들 센서에 의한 계측 신호는 컨트롤러 (28) 에 입력된다. 컨트롤러 (28) 는, 마이크로 프로세서 등의 제어부, 메모리, 표시부 및 조작부 등을 갖고 있고, 상기 증발기 출구 온도 센서 (25) 에 의해 계측된 증발기 출구 온도와 상기 증발기 입구 온도 센서 (26) 에 의해 계측된 증발기 입구 온도의 차 (과열도) 를 구하여, 이 과열도의 측정값과 과 열도의 설정값 (목표값) 의 편차에 따라, PlD 제어에 의해 상기 전자 팽창 밸브 (24) 의 개도 (開度) 를 제어하는 조작 신호를 상기 전자 팽창 밸브 (24) 에 출력한다. 또한, 일반적인 냉동 사이클과 동일하게, 전자 팽창 밸브 (24) 의 개도를 담힘 방향으로 작동시키면 과열도는 높아지고, 전자 팽창 밸브 (24) 의 개도를 열림 방향으로 작동시키면 과열도는 낮아진다.25 is an evaporator outlet temperature sensor which measures the temperature of the outlet side of the evaporator 21, 26 is an evaporator inlet temperature sensor which measures the temperature of the inlet side of the evaporator 21, 27 is a freezer which measures the temperature in the freezer 20 It is an internal temperature sensor, and the measurement signal by these sensors is input to the controller 28. As shown in FIG. The controller 28 has a control unit such as a microprocessor, a memory, a display unit, an operation unit and the like, and the evaporator outlet temperature measured by the evaporator outlet temperature sensor 25 and the evaporator inlet temperature sensor 26. The opening degree of the electromagnetic expansion valve 24 is controlled by PlD control according to the deviation between the measured value of the evaporator inlet temperature (superheat degree) and the measured value of the superheat degree and the set value (target value) of the superheat degree. The operation signal for controlling the output is output to the electromagnetic expansion valve 24. In addition, similarly to a normal refrigeration cycle, when the opening degree of the electromagnetic expansion valve 24 is operated in the containing direction, the superheat degree increases, and when the opening degree of the electromagnetic expansion valve 24 is operated in the opening direction, the superheat degree decreases.

또한, PID 제어에 있어서, 외란 억제 특성과 목표값 추종 특성을 각각 독립적으로 설정할 수 있는 2 자유도 PID 제어가 알려져 있다 (비특허문헌 1). Moreover, in PID control, the two degree of freedom PID control which can set the disturbance suppression characteristic and the target value following characteristic independently of each other is known (nonpatent literature 1).

특허문헌 1 : 일본 특허공고공보 소60-45779호Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 60-45779

특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 평06-259104호Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-259104

비특허문헌 1 : 히로이 카즈오 저, 「제어 시스템 기술의 이론과 응용」, 주식회사 전기 서원 발행, 1992년 9월 10일, p.40-43 [Non-Patent Document 1] Kazuo Hiroy, `` Theory and Application of Control System Technology '', Published by Seonwon Electric Co., Ltd., September 10, 1992, p.40-43

업무용으로 사용하는 냉동 장치는 가정용 공조기 등과 달리, 설치 현장에서 필요로 하는 능력이나 용도 (현장의 요구) 에 맞춰, 상기 도 7 에 나타내는 각 요소를 조합하여 사용된다.Unlike a domestic air conditioner or the like, a refrigerating device used for work is used in combination with each of the elements shown in FIG. 7 according to the capability and the use (site demand) required at the installation site.

냉동 장치에는 과열도를 높이지 않으면 저압 압력이 낮아지지 않아 냉동고 내 온도가 내려가지 않는 것도 있고, 반대로 과열도를 낮게 하여 액백 (liquid back) 상태로 하지 않으면 차가워지지 않는 것도 있다. 이와 같이 과열도의 최적값은 냉동 장치에 따라 상이하다. 또한 동일한 구성의 냉동 장치여도, 설치 방법, 설치 장소 등의 조건에 따라 최적의 과열도가 상이한 경우도 있다. 따라서, 과열도 설정값은 현장 조정, 즉 시운전시의 쿨 다운 중에 올리거나 내리면서 조정된다. Some of the refrigeration apparatus does not lower the low-pressure pressure without increasing the superheat degree, and the temperature inside the freezer does not decrease, and on the contrary, the refrigerating device does not cool unless the superheat degree is lowered to the liquid back state. Thus, the optimum value of superheat degree differs with a refrigeration apparatus. Moreover, even if it is a refrigeration apparatus of the same structure, the optimum superheat degree may differ by conditions, such as an installation method and an installation place. Thus, the superheat set value is adjusted while raising or lowering during field adjustment, that is, during cool down during commissioning.

이 쿨 다운 중의 제어는, 냉동고 내의 열 에너지가 감소되어 가는 중에 과열도를 일정하게 유지하는 제어가 되기 때문에, 전자 팽창 밸브 (24) 를 닫는 편이 조작 빈도가 높은 경향이 된다. 따라서, 오버슛보다 언더슛이 크게 발생하기 쉬운 제어가 된다. Since the control during the cool down is a control for maintaining the superheat degree constant while the heat energy in the freezer is decreasing, the closing frequency of the electromagnetic expansion valve 24 tends to have a high operation frequency. Therefore, undershoot is more likely to occur undershoot than overshoot.

또한, 이론적으로는 과열도에는 마이너스 부호의 값은 존재하지 않는다. 요컨대 과열도 0℃ 미만의 액백 상태는 센서로 측정할 수 있는 현열 (顯熱) 변화는 아니게 되기 때문에, 측정값으로서 제어 입력되지 않고, 제어 출력에 지연을 발생시켜, 제어를 악화시키는 원인이 된다. In theory, there is no negative sign value in the superheat degree. In other words, the liquid back state below the superheat degree of 0 ° C. is not a change in the sensible heat that can be measured by the sensor, so that it is not controlled as a measured value and causes a delay in the control output, which causes deterioration of the control. .

도 8 은, 과열도의 설정값을 변화시켰을 때의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면이다. 이 도면에 있어서, 세로축은 과열도, 가로축은 시간을 나타낸다.8 is a diagram illustrating an example of a control response when the set value of the superheat degree is changed. In this figure, the vertical axis represents superheat degree and the horizontal axis represents time.

도시하는 바와 같이, 과열도 설정값 (S0) 을 올렸을 때 측정 과열도 (P0) 에 오버슛이 발생하고 (도면 중 A), 내렸을 때 언더슛이 발생한다 (도면 중 B). As shown in the figure, when the superheat degree setting value S0 is raised, an overshoot occurs in the measured superheat degree P0 (A in the drawing), and an undershoot occurs when it is lowered (B in the drawing).

설정값 (S0) 을 올렸을 때의 오버슛 (A) 은, 전부 현열이기 때문에, 편차로서 컨트롤러 (28) 의 PID 연산부에 입력되지만, 과열도 설정값을 내렸을 때의 언더슛 (B) 은, 액백된 부분 (과열도 0℃ 미만의 부분) 이 현열은 아니기 때문에, 편차로서 PID 연산부에 입력되지 않고, 제어를 악화시키는 원인이 된다. Since the overshoot A when the set value S0 is raised is all sensible heat, the overshoot A is input to the PID operation unit of the controller 28 as a deviation, but the undershoot B when the overheat degree is set is lowered. Since the part (part of overheating below 0 degreeC) is not sensible heat, it is not input to a PID calculating part as a deviation, and causes a deterioration of control.

따라서, 전자 팽창 밸브 (24) 의 과열도 제어에서는 과열도 설정값을 올리는 경우와 내리는 경우에, 허용할 수 있는 오버슛량 (내리는 경우에는 언더슛량) 이 상이하고, 과열도 설정값을 올리는 경우의 오버슛보다 과열도 설정값을 내리는 경우의 (언더슛의) 편이 제어를 악화시키는 위험도가 높다. Therefore, in the superheat control of the solenoid expansion valve 24, when the overheat set value is raised or lowered, the allowable overshoot amount (undershoot amount when lowered) is different and the overheat set value is increased. The risk of worsening the control (undershoot) in the case of lowering the superheat setting value rather than overshooting is high.

이상과 같은 이유로부터, 종래의 제어에서는, 안전면을 고려하여 과열도의 설정값을 내린 경우의 제어 특성에 맞춰, 전체적으로 완만하게 제어 출력을 실시하도록 할 필요가 있었다. For the above reasons, in the conventional control, it is necessary to perform the control output smoothly as a whole in accordance with the control characteristics in the case of lowering the set value of the superheat degree in consideration of the safety side.

도 9 는, 과열도 설정값을 내린 경우에 언더슛이 최적이 되도록 제어 파라미터를 설정한 경우의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면이다. 9 is a diagram illustrating an example of a control response when the control parameter is set so that the undershoot is optimal when the superheat degree setting value is lowered.

과열도의 설정값 (SO) 을 내렸을 때 (도면 중 C) 에, 과열도의 측정값 (P0) 이 신속하게 수렴되도록 파라미터를 설정한 경우, 도면 중 D 로 나타내는 바와 같이 과열도의 설정값 (S0) 을 올렸을 때, 과열도의 측정값 (P0) 의 상승은 완만해 져, 수렴이 늦어진다. When the parameter is set so that the measured value P0 of the superheat degree is quickly converged when the set value SO of the superheat degree is lowered (C in the drawing), the set value of the superheat degree ( When S0) is raised, the increase in the measured value P0 of the degree of superheat becomes slow, and the convergence becomes slow.

이와 같이, 과열도의 설정값을 내린 경우의 제어 특성에 맞춘 경우, 설정값을 올렸을 때의 제어 응답이 필요 이상으로 완만해져, 현장에서의 조정을 하기 어려운 문제가 있었다. As described above, when the control characteristic in the case of lowering the set value of the superheat degree is adjusted, the control response when the set value is raised becomes more than necessary, and there is a problem that adjustment in the field is difficult.

또한, 특허문헌 1 에 기재된 발명에 의하면, - 편차인 경우와 + 편차인 경우에 이득이 바뀔 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 쿨 다운 중의 제어에는 바람직하게 작용한다. 단, 측정값의 변화에 의해 발생하는 편차와 설정값의 변화에 의해 발생하는 편차를 동일하게 취급하고 있으므로, 설정값을 조정하면서 제어를 실시하는 경우에는 과제가 남아 있다. In addition, according to the invention described in Patent Literature 1, since the gain can be changed in the case of -deviation and + deviation, it is preferable to control during the cooling down. However, since the deviation caused by the change in the measured value and the deviation caused by the change in the set value are treated in the same way, the problem remains when the control is performed while adjusting the set value.

과열도 제어의 측정값 (즉 과열도) 의 변화는 완만하지만, 설정값의 변화는 급격한 스텝 응답이 된다. 특허문헌 1 의 방법에는, - 편차의 경우와 + 편차의 경우의 각각의 이득을, 안전을 위해, 설정값을 변화시켰을 때에 발생하는 편차에 맞춰 결정하게 되어, 측정값이 변화했을 때의 동작이 완만해져 버리는 (최적으로 할 수 없는) 점에서 개량의 여지가 남아 있다. The change in the measured value of superheat control (i.e., the superheat degree) is slow, but the change in the set value becomes a sudden step response. In the method of Patent Literature 1, the gains in the case of-deviation and + deviation are determined according to the deviation generated when the set value is changed for safety, and the operation when the measured value changes There is room for improvement in that it becomes gentle (not optimal).

또한, 설정 변경시의 거동 (오버슛/언더슛) 을 개선할 목적으로, 2 자유도 PID 제어를 사용하는 것도 생각할 수 있다. It is also conceivable to use two degrees of freedom PID control for the purpose of improving the behavior (overshoot / undershoot) at the time of setting change.

여기에서, 2 자유도 PID 제어에 관하여 간단하게 설명한다. Here, the two degrees of freedom PID control will be briefly described.

도 10 은, 일반적인 2 자유도 PID 제어의 기능 블록도의 일례이다. 여기에서, 31 은 PID 연산부, 32 는 제어 대상, 33 은 목표값 필터이다. 10 is an example of a functional block diagram of a general two degrees of freedom PID control. Here, 31 is a PID calculating unit, 32 is a control target, and 33 is a target value filter.

이 2 자유도 PID 의 제어식은, 도시하는 바와 같이, 통상적인 PID 제어식 (이 예에서는, 1 자유도의 측정값 미분 선행형 PID 제어식) 에 목표값 필터 (33) 를 부가하여 구성되어 있다. As shown in the figure, the control expression of the two degrees of freedom PID is configured by adding a target value filter 33 to a normal PID control equation (in this example, the measured value differential preceding type PID control equation of one degree of freedom).

목표값 필터 (33) 에는 설정값 (SV) 만이 입력되고, 측정값 변화는 피드백되어 있지 않다. 즉, 측정값 변화에 대한 제어 특성은 PID 연산부 (31) 에 있어서의 P, I, D 의 각 제어 상수에 의해 조정되어, 목표값 필터 (33) 가 거기에 영향 을 미치지는 않는다. 따라서, 부가한 목표값 필터 (33) 의 계수 (α, β, γ) 의 값을 조정함으로써, 외란이나 측정값 변화에 대한 제어 특성을 바꾸지 않고, 설정값 변경시의 제어 특성만을 조정할 수 있다. 이와 같은 제어식을 2 자유도 PID 라고 한다. Only the set value SV is input to the target value filter 33, and the measured value change is not fed back. That is, the control characteristic with respect to the measured value change is adjusted by each control constant of P, I, D in the PID calculating part 31, and the target value filter 33 does not affect it. Therefore, by adjusting the values of the coefficients α, β, and γ of the added target value filter 33, only the control characteristics at the time of changing the set value can be adjusted without changing the control characteristics for the disturbance or the measured value change. This control expression is called two degrees of freedom PID.

이 2 자유도 PID 제어를 사용하면 목표값 필터 (33) 에 의해 설정 변경시의 급격한 스텝 응답을 직접 PID 식 (PID 연산부 (1)) 에 입력하지 않고, 변경 후의 값에 서서히 가까워지도록 입력하게 되므로, 설정 변경시의 측정값 변화를 완화할 수 있다. 즉, 접근하는 쪽을 목표값 필터 (33) 에 있어서의 α, β, γ 의 계수의 값으로 조정할 수 있다. 이것은 설정값을 내렸을 때의 언더슛을 억제할 수 있으므로 쿨 다운 중의 과열도 제어에 대해서도 유효한 수단이다. When the two degrees of freedom PID control is used, the target value filter 33 does not directly input the steep step response at the time of the setting change directly to the PID expression (PID operation unit 1), but instead enters the value gradually after the change. In addition, changes in measured values when changing settings can be alleviated. That is, the approaching side can be adjusted to the values of the coefficients of α, β, and γ in the target value filter 33. Since this can suppress undershoot when the set value is lowered, it is an effective means for the superheat control during the cool down.

그러나, 단순히 2 자유도 PID 제어를 사용하는 것만으로는, 먼저 서술한 언더슛이 발생하기 쉬운 점이나, 설정값을 내림으로써 발생하는 언더슛이 제어를 악화시키는 위험도가 높은 점, 즉 비선형성에 관하여 해결할 수 없다. 요컨대, 단순히 2 자유도 PID 제어를 사용하는 것만으로는, 역시 안전면을 고려하여 설정값을 내리는 경우의 제어 특성에 맞춰 목표값 변화가 완만해지도록 목표값 필터 (33) 를 설정해 둘 필요가 있고, 설정값을 올렸을 때의 제어 응답이 필요 이상으로 완만해져, 조정하기 어려움이 남는다. However, by simply using two degrees of freedom PID control, the above-described undershooting is likely to occur, and the undershooting caused by lowering the set value has a high risk of deteriorating the control, that is, nonlinearity. Can't solve it. In short, by simply using two degrees of freedom PID control, it is necessary to set the target value filter 33 so that the change in the target value is smoothed in accordance with the control characteristics in the case of lowering the set value in consideration of the safety side. When the set value is raised, the control response becomes smoother than necessary, and the adjustment remains difficult.

도 11 은 이 모습을 설명하기 위한 도면의 일례이며, (a) 는 설정값을 올린 경우에 최적이 되도록 목표값 필터 (33) 의 계수의 값을 선택한 경우, (b) 는 설정값을 내린 경우에 최적이 되도록 목표값 필터 (33) 의 계수의 값을 선택한 경우의 제어 응답을 나타내고 있다. FIG. 11 is an example of the figure for explaining this state, (a) is the case where the value of the coefficient of the target value filter 33 is selected so that it may become optimal when the setting value is raised, (b) is the case where the setting value is lowered The control response when the value of the coefficient of the target value filter 33 is selected so as to be optimal to

도 11 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 설정값을 올린 경우에 최적이 되도록 목표값 필터 (33) 의 계수 α, β, γ 의 값을 (α1, β1, γ1) 로 선택한 경우에는, 도면 중 E 에 나타내는 바와 같이, 과열도 설정값 (S1) 이 스텝 형상으로 올랐을 때, 목표값 필터 (33) 의 출력 (F1) 의 파형은 스텝 파형으로 되지는 않고 소정값까지 오른 후, 서서히 상승하는 파형이 되고, 과열도의 측정값 (P1) 은 신속하게 수렴된다. 그러나, 도면 중 F 로 나타내는 바와 같이, 설정값 (S1) 이 스텝 형상으로 내려갔을 때에는, 목표값 필터 (33) 의 출력 (F1) 은 소정값까지 내려간 후, 서서히 하강하는 파형이 되지만, 과열도의 측정값 (P1) 은 진동적이 되어 수렴이 늦어진다. As shown in Fig. 11A, in the case where the values of the coefficients α, β, and γ of the target value filter 33 are selected to (α1, β1, γ1) so as to be optimal when the set value is raised, As shown in E, when the superheat degree set value S1 rises to the step shape, the waveform of the output F1 of the target value filter 33 does not become a step waveform but rises to a predetermined value and then gradually rises. The measured value P1 of the degree of superheat converges quickly. However, as indicated by F in the figure, when the set value S1 is lowered to the step shape, the output F1 of the target value filter 33 becomes a waveform which gradually decreases after reaching the predetermined value, but the degree of superheat The measured value P1 of becomes vibratory and slows convergence.

한편, 도 11 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 설정값을 내린 경우에 최적이 되도록 목표값 필터의 계수 α, β, γ 의 값을 (α2, β2, γ2) 로 선택한 경우에는, 도면 중 G 에 나타내는 바와 같이, 설정값 (S2) 이 스텝 형상으로 내려갔을 때에는, 목표값 필터 (33) 의 출력 (F2) 은 상기 (a) 의 경우보다 적은 값만큼 내려간 후, 서서히 하강하는 파형이 되고, 과열도의 측정값 (P2) 은 신속하게 수렴된 다. 그러나, 도면 중 H 로 나타내는 바와 같이, 설정값 (S2) 이 스텝 형상으로 상승되었을 때에는, 목표값 필터 (33) 의 출력 (F2) 은 상기 (a) 의 경우보다 적은 값만큼 오른 후, 서서히 상승하는 파형이 되고, 과열도의 측정값 (P2) 은 완만하게 상승되어 수렴이 늦어진다. On the other hand, as shown in Fig. 11B, when the values of the coefficients α, β, and γ of the target value filter are selected as (α2, β2, γ2) so as to be optimal when the set value is lowered, G in the figure is shown. As shown in the figure, when the set value S2 is lowered to the step shape, the output F2 of the target value filter 33 is lowered by a smaller value than in the case of the above (a), and then becomes a waveform which descends gradually. The measured value of superheat (P2) quickly converges. However, as indicated by H in the figure, when the set value S2 rises in a step shape, the output F2 of the target value filter 33 rises by a smaller value than that in the case of (a), and then gradually rises. It becomes a waveform, and the measured value P2 of superheat degree rises slowly and convergence becomes slow.

이와 같이, 2 자유도 PID 제어를 사용한 경우에도, 마찬가지로 조정하기 어려움이 남는다. Thus, even when two degrees of freedom PID control is used, it remains difficult to adjust in the same manner.

그래서 본 발명은, 과열도 설정값을 변경했을 때의 거동을 안정시킬 수 있는 과열도의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. Then, an object of this invention is to provide the superheat degree control apparatus which can stabilize the behavior at the time of changing superheat degree set value.

또한, 과열도 설정값을 올리는 변경을 실시한 후에도, 내리는 변경을 실시한 후에도 측정값의 수렴이 빠르고, 제어의 안정도가 높은 과열도의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. Moreover, it is an object of the present invention to provide a superheat control device having a fast convergence of measured values and a high stability of control even after a change that raises the superheat set value is performed.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 과열도의 제어 장치는, 전자 팽창 밸브에 제어 출력을 부여함으로써 과열도를 제어하는 제어 장치로서, 과열도의 설정값이 입력되는 목표값 필터를 구비하고, 상기 과열도의 설정값에 대해 소정의 변화를 부여하여 목표값으로서 출력하는 목표값 변경 수단과, 상기 목표값 변경 수단으로부터 출력되는 목표값과 측정값에 따라 전자 팽창 밸브에 제어 신호를 출력하는 PID 연산부와, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향을 검출하여, 그 검출한 설정값의 변화의 방향에 따라 상기 목표값 변경 수단으로부터 출력되는 목표값의 변화의 정도를 제어하는 목표값 변경 제어 수단을 갖는 것이다. In order to achieve the above object, the superheat degree control device of the present invention is a control device for controlling the superheat degree by providing a control output to the electromagnetic expansion valve, and includes a target value filter into which a set value of the superheat degree is input, Target value changing means for giving a predetermined change to the set value of the superheat degree and outputting it as a target value, and PID for outputting a control signal to the electromagnetic expansion valve in accordance with the target value and the measured value output from the target value changing means. A target value change control means for detecting a direction of change of the set value of the superheat degree and controlling the degree of change of the target value output from the target value change means in accordance with the detected change direction of the set value of the superheat degree; To have.

또한, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값이 내려갔을 때의 상기 목표값의 변화가 상기 과열도의 설정값이 올랐을 때보다 완만해지도록 상기 목표값 변경 수단을 제어하는 것으로 되어 있다. The target value changing control means controls the target value changing means so that the change in the target value when the set value of the superheat degree decreases more smoothly than when the set value of the superheat degree rises. have.

또한, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 목표값 필터의 계수의 값을 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라 선택하는 것으로 되어 있다. The target value change control means selects the value of the coefficient of the target value filter in accordance with the direction of change of the set value of the superheat degree.

또한, 상기 목표값 변경 수단은, 상이한 전달 함수를 갖는 2 개의 목표값 필터를 갖고, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라 선택한 상기 2 개의 목표값 필터 중 어느 하나의 목표값 필터의 출력을 상기 PID 연산부에 출력시키는 것으로 되어 있다. Further, the target value changing means has two target value filters having different transfer functions, and the target value changing control means is one of the two target value filters selected according to the direction of change of the set value of the superheat degree. The output of one of the target value filters is output to the PID operation unit.

또한, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라, 상기 과열도의 설정값을 상기 목표값 변경 수단에 있어서의 목표값 필터를 통하지 않고 직접 상기 PID 연산부에 출력할지, 혹은 상기 목표값 필터의 출력을 상기 PID 연산부에 출력할지를 선택하는 것으로 되어 있다. The target value change control means outputs the set value of the superheat degree directly to the PID calculation unit without passing through the target value filter of the target value change means in accordance with the direction of change of the set value of the superheat degree. Whether or not the output of the target value filter is outputted to the PID calculation unit.

또한, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라, 상기 목표값 변경 수단에 있어서의 목표값 필터의 계수의 값을 1 자유도 PID 제어로 되는 값으로 하거나, 혹은 2 자유도 PID 제어로 되는 값으로 할지를 선택하는 것으로 되어 있다. The target value change control means may set the value of the coefficient of the target value filter in the target value change means to be one degree of freedom PID control according to the direction of change of the set value of the superheat degree, Or, it is selected whether or not to set the value to be two degrees of freedom PID control.

또한, 상기 목표값 필터에 있어서의 계수의 값은 임의로 설정할 수 있도록 되어 있다. In addition, the value of the coefficient in the said target value filter can be set arbitrarily.

이와 같은 본 발명의 과열도의 제어 장치에 의하면, 쿨 다운 중의 과열도 제어와 같이, 설정값을 향해 측정값이 상승하는 경우보다 하강하는 경우의 변화가 빠른 제어 대상, 혹은 허용할 수 있는 오버슛량이나 언더슛량이 적은 (오버슛이나 언더슛에 대한 제어 악화의 위험도가 높은) 제어 대상에 대해, 과열도 설정값을 올린 경우의 제어 응답도 최적으로 할 수 있고, 내린 경우의 제어 응답도 최적으로 할 수 있어, 신속하게 조정을 실시할 수 있다. According to such a superheat degree control apparatus of the present invention, as in the superheat degree control during the cool down, the control target or the allowable overshooting amount is quicker to change when the measured value falls toward the set value than when the measured value rises toward the set value. For the control target with a small amount of undershooting (high risk of deterioration of control over overshooting or undershooting), the control response in the case of raising the superheat set value can be optimized, and the control response in the case of lowering is also optimal. I can do it and can adjust it quickly.

또한, 과열도 설정값의 조정을 매끄럽게 실시할 수 있어, 냉동 장치와 매칭하는 공정수 (현장 조정의 공정수) 를 삭감할 수 있다. In addition, the superheat degree set value can be adjusted smoothly, and the number of steps (the number of steps for field adjustment) matching with the refrigerating device can be reduced.

게다가 목표값 필터의 계수의 값을 임의로 설정할 수 있는 본 발명에 의하면, 상기의 효과에 추가하여, 사용하는 냉동 장치, 사용 용도에 맞춰, 보다 세밀하게 설정하는 것이 가능해진다. 나아가서는, 폭 넓은 다양한 냉동 장치, 사용 용도에 대응할 수 있게 된다. Furthermore, according to the present invention in which the value of the coefficient of the target value filter can be arbitrarily set, in addition to the above-described effects, it is possible to set more precisely in accordance with the refrigeration apparatus to be used and the intended use. Furthermore, it becomes possible to respond to a wide variety of refrigeration apparatuses and uses.

본 발명의 과열도의 제어 장치는, 상기 도 7 에 나타낸 것과 동일한 냉동 장치에 사용되는 것으로, 상기 도 7 에 나타낸 냉동 장치에서의 컨트롤러 (28) 에 실장된다. The superheat degree control apparatus of this invention is used for the same refrigeration apparatus as shown in the said FIG. 7, and is mounted in the controller 28 in the refrigeration apparatus shown in the said FIG.

도 1 은, 본 발명의 과열도의 제어 장치의 기본적인 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례이다. 1 is an example of the functional block diagram which shows the basic structure of the control apparatus of the superheat degree of this invention.

이 도면에 있어서, 1 은 PID 연산부, 2 는 제어 대상, 3 은 목표값 필터 (5) 를 구비한 목표값 변경부, 4 는 상기 목표값 변경부 (3) 를 제어하는 목표값 변경 제어부이다. In this figure, 1 is a PID calculating unit, 2 is a control target, 3 is a target value changing unit having a target value filter 5, and 4 is a target value changing control unit controlling the target value changing unit 3.

상기 목표값 변경부 (3) 는, 과열도의 설정값 (SV) 이 입력되는 목표값 필터 (5) 를 갖고, 그 목표값 필터 (5) 의 전달 함수 H(s) 에 의해 변화된 과열도의 설정값을 목표값으로 하여 상기 PID 연산부 (1) 에 출력하는 것으로, 이 목표값의 변화의 양태를 제어할 수 있도록 되어 있다. The target value changing unit 3 has a target value filter 5 to which the set value SV of the superheat degree is input, and of the superheat degree changed by the transfer function H (s) of the target value filter 5. By outputting the set value as a target value to the PID operation unit 1, it is possible to control the mode of change of the target value.

상기 과열도의 설정값 (SV) 은, 목표값 변경 제어부 (4) 에도 입력되어 있고, 목표값 변경 제어부 (4) 는, 과열도의 설정값 (SV) 의 변화의 방향, 즉, 과열도의 설정값 (SV) 이 올랐는지 혹은 내려갔는지를 검출하여, 그 변화의 방향에 따라, 상기 목표값 변경부 (3) 로부터 출력되는 목표값의 변화의 양태를 제어한다. The set value SV of the superheat degree is also input to the target value change control unit 4, and the target value change control unit 4 is a direction of the change of the set value SV of the superheat degree, that is, of the superheat degree. It detects whether the set value SV rises or falls and controls the mode of the change of the target value output from the target value changing unit 3 in accordance with the direction of the change.

PID 제어부 (1) 는, 상기 목표값 변경부 (3) 로부터 출력되는 목표값과 측정값 (PV) 의 편차 (E) 에 따라 PID 연산을 실시하여, 제어 대상 (2) 에 제어 신호를 공급한다.  The PID control unit 1 performs a PID operation according to the deviation E between the target value and the measured value PV output from the target value changing unit 3, and supplies a control signal to the control target 2. .

이와 같이, 본 발명의 과열도의 제어 장치는, 목표값 필터 (5) 를 구비하고 있고, 2 자유도의 PID 제어를 할 수 있다. 또한, 상기 목표값 변경 제어부 (4) 에 의해, 상기 목표값 변경부 (3) 를, 과열도 설정값이 올랐을 때의 목표값의 변화보다, 내렸갔을 때의 목표값의 변화가 완만해지도록 제어함으로써, 쿨 다운 중에 과열도의 설정값을 내렸을 때의 언더슛을 억제할 수 있음과 함께, 과열도의 설정값을 올렸을 때에도 측정값을 신속하게 수렴시킬 수 있다. Thus, the superheat degree control apparatus of this invention is equipped with the target value filter 5, and can perform PID control of 2 degrees of freedom. Further, the target value change control section 4 controls the target value change section 3 so that the change in the target value at the time of lowering becomes slower than the change in the target value when the superheat degree set value rises. As a result, undershooting when the set value of the superheat degree is lowered during the cooling down can be suppressed, and the measured value can be quickly converged even when the set value of the superheat degree is raised.

이하, 본 발명의 과열도의 제어 장치의 구체적인 실시형태에 관하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, specific embodiment of the superheat degree control apparatus of this invention is described.

도 2 는, 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 1 실시형태의 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례이다. FIG. 2 is an example of a functional block diagram showing a configuration of a first embodiment of a control apparatus for overheating degree of the present invention.

도 2 에 있어서, 1 은 PID 연산부, 2 는 제어 대상, 5 는 목표값 필터, 6 은 필터 계수값 선택 수단이다. 이 실시형태는, 상기 목표값 변경부 (3) 가 목표값 필터 (5) 그 자체이며, 상기 목표값 변경 제어부 (4) 가 필터 계수값 선택 수단 (6) 으로서 실현되어 있다. In Fig. 2, 1 is a PID calculation unit, 2 is a control target, 5 is a target value filter, and 6 is a filter coefficient value selecting means. In this embodiment, the target value changing unit 3 is the target value filter 5 itself, and the target value changing control unit 4 is realized as the filter coefficient value selecting means 6.

목표값인 과열도 설정값 (SV) 은, 목표값 필터 (5) 및 필터 계수값 선택 수단 (6) 에 입력된다. 목표값 필터 (5) 는, 계수 α, β, γ 에 의해 결정되는 전달 함수 H(s) 를 가지며, 입력되는 과열도 설정값 (SV) 에 대해 전달 함수 H(s) 를 승산하여 PID 연산부 (1) 에 출력한다. PID 연산부 (1) 는, 목표값 필터 (5) 로부터의 출력과 과열도의 측정값 (PV) 의 편차 (E) 에 기초하여 비례항, 적분항 및 미분항의 연산을 실시하여, 조작단인 전자 팽창 밸브 (24) 에 제어 신호를 출력한다.The superheat degree set value SV as a target value is input to the target value filter 5 and the filter coefficient value selecting means 6. The target value filter 5 has a transfer function H (s) determined by the coefficients α, β, and γ, and multiplies the transfer function H (s) by the input superheat set value SV to multiply the PID calculation unit ( Output to 1). The PID operation unit 1 calculates the proportional term, the integral term and the derivative term based on the deviation E between the output from the target value filter 5 and the measured value PV of the superheat degree, and the electronic expansion as an operation stage. The control signal is output to the valve 24.

상기 필터 계수값 선택 수단 (6) 은, 입력되는 상기 과열도 설정값 (SV) 이 올랐는지, 내려갔는지를 검출하여, 설정값이 올랐을 때에는, 상기 목표값 필터 (5) 에 있어서의 연산에 사용하는 계수의 값으로서 설정값이 올랐을 때에 최적이 되는 값 (α1, β1, γ1) 을 설정하고, 설정값이 내려갔을 때에는, 설정값이 내려갔을 때에 최적이 되는 값 (α2, β2, γ2) 을 설정한다. 예를 들어, 설정값이 내려갔을 때의 목표값 변화가 설정값이 올랐을 때의 목표값 변화보다 완만해지도록 한다. The filter coefficient value selecting means 6 detects whether the input superheat degree set value SV rises or falls, and when the set value rises, it is used for the calculation in the target value filter 5. As the value of the coefficient to be set, the optimum values (α1, β1, γ1) are set when the set value rises, and when the set values are lowered, the optimal values (α2, β2, γ2) are set when the set value decreases. Set it. For example, the change in the target value when the set value is lowered becomes slower than the change in the target value when the set value is raised.

도 3 은, 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 1 실시형태에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트의 일례이다. 본 발명의 과열도의 제어 장치는, 이 도 3 에 나타내는 처리를 소정의 제어 주기마다 반복하여 실행한다. 3 is an example of a flowchart showing the flow of a process in the first embodiment of the superheat degree control device of the present invention. The superheat degree control apparatus of this invention repeats the process shown in this FIG. 3 for every predetermined control period.

처리가 개시되면, 먼저, 과열도의 설정값 (SV) 을 판독하여, 금회의 과열도의 설정값 (SVn) 이 전회의 제어 주기에 있어서의 설정값 (SVn·1) 보다 큰지 아닌지를 판정한다 (단계 S11). 또한, 과열도의 설정값 (SV) 은, 상기 컨트롤러 (28) 의 조작부를 조작함으로써 설정된다. When the process is started, first, the set value SV of the superheat degree is read, and it is determined whether or not the set value SVn of the present superheat degree is larger than the set value SVn · 1 in the previous control period. (Step S11). The set value SV of the superheat degree is set by operating the operation unit of the controller 28.

단계 S11 의 판정 결과가 예, 즉, 과열도의 설정값 (SVn) 이 전회의 설정값 (SVn-1) 보다 오른 경우에는, 상기 목표값 필터 (5) 의 계수 (α, β, γ) 의 값으로서 설정값을 올린 경우에 최적의 특성이 되는 값 (α1, β1, γ1) 을 사용하도록 설정한다 (단계 S12). 이 계수의 값을 사용하는 목표값 필터 (5) 를 목표 상승시 필터라고 부른다. 이 경우에는, 상기 도 11 의 (a) 에 나타낸 특성이 된다.If the determination result of step S11 is YES, that is, the set value SVn of the superheat degree is higher than the previous set value SVn-1, the coefficients?,?,? Of the target value filter 5 When the set value is raised as a value, the values α1, β1, and γ1 which are optimal characteristics are set to be used (step S12). The target value filter 5 which uses the value of this coefficient is called a target rise filter. In this case, it becomes the characteristic shown to Fig.11 (a).

한편, 단계 S11 의 판정의 결과가 아니오 일 때에는, 금회의 설정값 (SVn) 이 전회의 설정값 (SVn-1) 보다 작은지 아닌지를 판정한다 (단계 S13). 그 결과가 예, 즉, 과열도의 설정값 (SVn) 이 전회의 설정값 (SVn-1) 보다 내려간 경우에는, 상기 목표값 필터 (5) 의 계수 (α, β, γ) 의 값으로서 설정값을 내린 경우에 최적의 특성이 되는 값 (α2, β2, γ2) 을 사용하도록 설정한다 (단계 S14). 이 계수의 값을 사용하는 목표값 필터 (5) 를 목표 하강시 필터라고 부른다. 이 경우에는, 상기 도 11 의 (b) 에 나타낸 특성이 된다. On the other hand, when the result of the determination in step S11 is no, it is determined whether or not the current set value SVn is smaller than the previous set value SVn-1 (step S13). If the result is an example, that is, the set value SVn of the superheat degree is lower than the previous set value SVn-1, it is set as the value of the coefficients α, β, and γ of the target value filter 5. When the value is decreased, the values α2, β2, and γ2 which are optimal characteristics are set to be used (step S14). The target value filter 5 using the value of this coefficient is called a target descent filter. In this case, it becomes the characteristic shown to FIG. 11 (b).

상기 단계 S11 및 단계 S13 의 판정 결과가 아니오 인 경우 (설정값 (SV) 에 변경이 없는 경우), 상기 단계 S12 또는 상기 단계 S14 를 실행한 후에는, 상기 설정된 계수의 값을 이용하여 목표값 필터 (5) 의 연산을 실행하고 (단계 S15), 그 출력을 이용하여 PID 연산을 실행하여 (단계 S16), 상기 전자 팽창 밸브 (24) 에 조작 신호를 출력한다 (단계 S17). If the determination result of step S11 and step S13 is no (if there is no change in the set value SV), after executing step S12 or step S14, a target value filter is performed using the value of the set coefficient. The operation of (5) is executed (step S15), the PID operation is executed using the output (step S16), and an operation signal is output to the electromagnetic expansion valve 24 (step S17).

이상의 처리를 소정의 제어 주기마다 반복하여 실행한다. The above process is repeated for each predetermined control period.

도 4 는, 이와 같은 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 1 실시형태에 있어서의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control response in the first embodiment of such a superheat degree control device of the present invention.

과열도 설정값 (S3) 이 올랐을 때 (도면 중 I) 에는, 목표값 필터 (5) 의 계수의 값으로서 (α1, β1, γ1) 가 선택되어 목표값 상승시 필터가 되기 때문에, 목표값 필터 (5) 의 출력 (F3) 은, 소정값까지 오르고나서 서서히 상승하는 파형이 되고, 과열도의 측정값 (P3) 은 신속하게 수렴되어 있다. 또한, 과열도 설정값 (S3) 이 내렸을 때 (도면 중 J) 에는, 목표값 필터 (5) 의 계수의 값으로서 (α2, β2, γ2) 가 선택되어 목표값 하강시 필터가 되기 때문에, 목표값 필터 (5) 의 출력 (F3) 은, 상기 소정값보다 적은 값까지 내려간 후 서서히 하강하는 파형, 즉, 완만하게 변화하는 파형이 되고, 과열도의 측정값 (P3) 은 신속하게 수렴되어 있다. 이와 같이, 설정값이 올랐을 때의 목표값의 변화보다 설정값이 내려갔을 때의 목표값의 변화가 완만하게 되어 있어, 설정값이 올랐을 때와 내려갔을 때 모두 측정값이 신속하게 수렴되어 있다. When the superheat degree set value S3 rises (I in the figure), (α1, β1, γ1) is selected as the value of the coefficient of the target value filter 5, and thus the target value filter becomes a filter when the target value rises. The output F3 of (5) becomes a waveform which rises gradually after going up to a predetermined value, and the measured value P3 of superheat degree converges rapidly. In addition, when the superheat degree set value S3 falls (J in the figure), since (α2, β2, γ2) is selected as the value of the coefficient of the target value filter 5, the target value falls, so that the target The output F3 of the value filter 5 becomes a waveform gradually descending after falling down to a value smaller than the predetermined value, that is, a waveform slowly changing, and the measured value P3 of the superheat degree is quickly converged. . In this way, the change in the target value when the set value falls rather than the change in the target value when the set value rises, and the measured values converge quickly when both the set value rises and falls.

이와 같이, 본 발명의 과열도의 제어 장치에 의하면, 과열도의 설정값이 상승했을 때와 하강했을 때에, 목표값 필터의 계수의 값이 각각의 경우에 최적의 값 으로 선택되어 있으므로, 과열도 설정값을 올리는 변경을 실시한 후에도, 내리는 변경을 실시한 후에도 측정값의 수렴이 빠르고, 안정도가 높은 제어를 실현하는 것이 가능해진다. Thus, according to the superheat degree control apparatus of this invention, when the set value of superheat degree rises and falls, the value of the coefficient of the target value filter is selected as the optimal value in each case, Even after the change to raise the set value is performed, the convergence of the measured value is quick and the control with high stability can be realized even after the change to lower the set value.

도 5 는, 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례이다. 이 도면에 있어서, 상기 도 2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다. 5 is an example of a functional block diagram showing a configuration of a second embodiment of the superheat degree control device of the present invention. In this figure, the same components as those in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 5 에 있어서, 51 은 과열도 설정값 (SV) 이 상승했을 때에 최적의 특성이 되는 계수의 값 (α1, β1, γ1) 을 갖는 목표값 상승시 필터, 52 는 과열도 설정값 (SV) 이 하강했을 때에 최적의 특성이 되는 계수의 값 (α2, β2, γ2) 을 갖는 목표값 하강시 필터, 7 은 상기 목표값 상승시 필터 (51) 의 출력과 상기 목표값 하강시 필터 (52) 의 출력을 선택하여 상기 PID 연산부 (1) 에 입력하는 전환 수단이다. 또한, 8 은 조작량의 연산 주기마다 상기 과열도 설정값 (SV) 을 입력하고, 그 변화 방향을 판정하여, 과열도 설정값 (SV) 이 올랐을 때에 상기 목표값 상승시 필터 (51) 의 출력이 상기 PID 연산부 (1) 에 입력되고, 과열도 설정값 (SV) 이 내려갔을 때에 상기 목표값 하강시 필터 (52) 의 출력이 상기 PID 연산부 (1) 에 입력되도록 상기 전환 수단 (7) 을 제어하는 제어 신호를 출력하는 필터 선택 수단이다. In FIG. 5, 51 is a filter at the time of the target value rising which has the value (alpha, alpha, beta, and gamma 1) of the coefficient which becomes an optimal characteristic when the superheat degree set value SV rises, 52 is the superheat degree set value SV. The target value falls filter having a value (α2, β2, γ2) which is an optimal characteristic when the target falls, 7 denotes an output of the filter 51 when the target value rises and the filter 52 when the target value falls Is a switching means for selecting an output of the input signal and inputting the same to the PID calculation section 1. Further, 8 inputs the superheat degree set value SV for each operation period of the manipulated variable, determines the change direction thereof, and outputs the filter 51 when the target value rises when the superheat degree set value SV rises. The switching means 7 is controlled so that the output of the filter 52 is input to the PID calculation section 1 when the target value falls when inputted to the PID calculation section 1 and the superheat degree set value SV drops. Filter selection means for outputting a control signal.

이와 같이, 이 실시형태에서는, 상기 목표값 변경부 (3) 가, 계수의 값 (α1, β1, γ1) 을 사용하는 목표값 상승시 필터 (51), 계수의 값 (α2, β2, γ2) 을 사용하는 목표값 하강시 필터 (52) 및 전환 수단 (7) 으로서 실현되어 있고, 상 기 목표값 변경 제어부 (4) 에 대응하는 필터 선택 수단 (8) 이 과열도 설정값 (SV) 의 변화의 방향을 판정하여, 그 변화의 방향으로 최적의 특성을 갖는 목표값 필터의 출력을 선택하여 PID 연산부 (1) 에 공급하도록 하고 있다. Thus, in this embodiment, the said target value change part 3 is the filter 51 at the time of the target value raise using the value ((alpha) 1, (beta) 1, (gamma) 1) of a coefficient, the value of the coefficient ((alpha) 2, beta 2, gamma 2). The filter selection means 8 corresponding to the target value change control part 4 is realized as the filter 52 and the switching means 7 at the time of the target value fall using the change of superheat degree set value SV. Direction is determined, and the output of the target value filter having the optimum characteristic is selected in the direction of the change so as to be supplied to the PID calculation unit 1.

이 실시형태에 의해서도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다. Also with this embodiment, the same effect as the said 1st embodiment can be exhibited.

도 6 은, 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 3 실시형태의 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례이다. 이 도면에 있어서, 상기 도 2 와 동일한 구성 요소에는 동일한 번호를 붙이고 설명을 생략한다. 6 is an example of a functional block diagram showing a configuration of a third embodiment of the control device of the superheat degree of the present invention. In this figure, the same components as those in Fig. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

도 6 에 있어서, 9 는 상기 과열도 설정값 (SV) 을 상기 목표값 필터 (5) 의 입력측에 공급할지, 상기 PID 연산부 (1) 에 있어서의 목표값과 측정값의 편차를 검출하는 가산점에 공급할지를 전환하는 전환 수단이다. 또한, 10 은, 조작량의 연산 주기마다 상기 과열도 설정값 (SV) 을 입력하고, 그 변화 방향을 판정하여, 상기 전환 수단 (9) 을 제어하는 필터 전환 수단이다. 필터 전환 수단 (10) 은, 상기 과열도 설정값 (SV) 이 올랐을 때에는, 상기 전환 수단 (9) 을, 과열도 설정값 (SV) 이 목표값 필터 (5) 를 통하지 않고 PID 연산부 (1) 에 입력되도록 (도면 중 1 측) 전환하고, 과열도 설정값 (SV) 이 내려갔을 때에는, 과열도 설정값 (SV) 이 목표값 필터 (5) 에 입력되도록 (도면 중 2 측) 전환한다. 여기에서, 상기 목표값 필터 (5) 의 계수 (α, β, γ) 의 값은 목표값 하강시 필터의 계수의 값 (α2, β2, γ2) 으로 되어 있는 것이 바람직하다. In Fig. 6, 9 denotes an addition point for supplying the superheat set value SV to the input side of the target value filter 5 or for detecting a deviation between the target value and the measured value in the PID calculation unit 1. Switching means for switching whether to supply. In addition, 10 is a filter switching means which inputs the said superheat degree setting value SV for every operation cycle of an operation amount, determines the change direction, and controls the said switching means 9. When the superheat degree set value SV rises, the filter switching means 10 sets the switching means 9 so that the superheat degree set value SV does not pass through the target value filter 5. When the superheat degree set value SV drops, the superheat degree set value SV is switched to the target value filter 5 (two sides in the figure). Here, it is preferable that the value of the coefficient (alpha), (beta), (gamma) of the said target value filter 5 becomes the value ((alpha) 2, (beta) 2, (gamma) 2) of the coefficient of the filter at the time of falling of a target value.

이로써, 과열도 설정값 (SV) 을 올릴 때에는, 측정값 미분 선행형의 1 자유 도 PID 제어가 되어 상기 도 8 에 있어서의 A 의 부분과 같은 제어 응답이 얻어지고, 과열도 설정값 (SV) 을 내릴 때에는, 상기 도 4 의 J (도 11 의 G) 와 동일한 제어 응답을 얻을 수 있다. Thus, when raising the superheat degree set value SV, the 1 degree of freedom PID control of the measured value differential preceding type is obtained, and the same control response as that of part A in FIG. 8 is obtained, and the superheat degree set value SV is obtained. When lowering, the same control response as that of J of FIG. 4 (G of FIG. 11) can be obtained.

이와 같이 하여, 과열도 설정값을 내렸을 때에 제어가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. In this way, control can be prevented from becoming unstable when the superheat degree is lowered.

또한, 상기 비특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 상기 목표값 필터 (5) 의 계수 (α, β, γ) 의 값을 (1, 1, 0) 으로 함으로써, 측정값 미분 선행형의 1 자유도 PID 제어가 된다. In addition, as described in the above Non-Patent Document 1, the value of the coefficient derivative (1, 1, 0) of the target value filter 5 is set to (1, 1, 0), so that 1 of the measured value differential preceding type Freedom PID control.

그래서, 상기 제 1 실시형태에 있어서의 설정값을 올렸을 때의 목표값 필터 (5) 의 계수의 값 (α1, β1, γ1), 또는 상기 제 2 실시형태에 있어서의 목표값 상승시 필터 (51) 의 계수의 값 (α1, β1, γ1) 으로서, α1 = 1, β1 = 1, γ1 = 0 을 채용해도 된다. 이 때에는, 상기 제 3 실시형태와 마찬가지로, 과열도 설정값을 올렸을 때, 측정값 미분 선행형의 1 자유도 PID 제어가 된다. Therefore, the value (α1, β1, γ1) of the coefficient of the target value filter 5 when the set value in the first embodiment is raised, or the target value rising filter 51 in the second embodiment. Α1 = 1, β1 = 1, and γ1 = 0 may be employed as the values (α1, β1, γ1) of the coefficient of the coefficient. At this time, as in the third embodiment, when the superheat degree set value is raised, one degree of freedom PID control of the measured value differential preceding type is obtained.

또한, 계수 (α, β, γ) 의 값을 (1, 1, 0) 으로 한정하지 않고, (1, 1, 1) 또는 (0, 1, 0) 등으로 하여, 그 밖의 1 자유도 PID 제어로 하도록 해도 된다. Further, the value of the coefficients α, β, and γ is not limited to (1, 1, 0), and other one degrees of freedom PIDs are set to (1, 1, 1) or (0, 1, 0), and the like. You may make it control.

또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 상기 목표값 필터 (5) 의 계수의 값 (α1, β1, γ1), (α2, β2, γ2) 은 고정값으로 하고 있었지만, 각 계수의 값을 조작자가 상기 컨트롤러 (28) 의 조작부 등을 이용하여 임의로 설정할 수 있도록 해도 된다. 이로써, 설정 변경의 용이함을 냉동 장치마다, 사용 용도마다 맞춰 세밀하게 최적화 할 수 있어, 컨트롤러의 수비 범위를 넓힐 수 있다. 예 를 들어, 지금까지의 설명과는 반대로 설정값을 내리는 경우의 언더슛보다, 설정값을 올리는 경우의 오버슛을 억제하고자 하는 제어 대상에도 대응시킬 수 있게 된다. In addition, in each embodiment mentioned above, although the values ((alpha) 1, (beta) 1, (gamma) 1), ((alpha) 2, (beta) 2, (gamma) 2) of the coefficient of the said target value filter 5 were made into fixed values, an operator May be arbitrarily set using an operation unit or the like of the controller 28. As a result, the ease of setting change can be finely optimized for each refrigeration device and each use, and the defensive range of the controller can be widened. For example, contrary to the above description, it is possible to cope with a control object to suppress overshoot when raising the set value, rather than undershoot when lowering the set value.

도 1 은 본 발명의 과열도의 제어 장치의 기본적인 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An example of the functional block diagram which shows the basic structure of the superheat degree control apparatus of this invention.

도 2 는 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 1 실시형태의 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례. 2 is an example of a functional block diagram showing a configuration of a first embodiment of a superheat degree control apparatus of the present invention.

도 3 은 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 1 실시형태에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트의 일례. 3 is an example of a flowchart showing the flow of a process in the first embodiment of the control device of the superheat degree of the present invention.

도 4 는 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 1 실시형태에 있어서의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면. 4 is a diagram showing an example of a control response in the first embodiment of the control device of the superheat degree of the present invention.

도 5 는 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 2 실시형태의 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례. 5 is an example of a functional block diagram showing a configuration of a second embodiment of the superheat degree control device of the present invention.

도 6 은 본 발명의 과열도의 제어 장치의 제 3 실시형태의 구성을 나타내는 기능 블록도의 일례. 6 is an example of a functional block diagram showing a configuration of a third embodiment of the superheat degree control device of the present invention.

도 7 은 전자 팽창 밸브를 사용하는 냉동 장치의 일례를 나타내는 도면. 7 shows an example of a refrigerating device using an electromagnetic expansion valve;

도 8 은 과열도 설정값을 변화시켰을 때의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면. 8 is a diagram illustrating an example of a control response when the superheat degree set value is changed.

도 9 는 과열도 설정값을 내린 경우에 언더슛이 최적이 되도록 제어 파라미터를 설정한 경우의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면. 9 is a diagram showing an example of a control response when the control parameter is set so that the undershoot is optimal when the superheat degree setting value is lowered.

도 10 은 일반적인 2 자유도 PID 제어의 기능 블록도의 일례. 10 is an example of a functional block diagram of a general two degrees of freedom PID control.

도 11 은 설정값을 올린 경우에 최적이 되도록 목표값 필터 (5) 의 계수의 값을 선택한 경우, 및 설정값을 내린 경우에 최적이 되도록 목표값 필터 (5) 의 계수의 값을 선택한 경우의 제어 응답의 일례를 나타내는 도면. 11 shows the case where the value of the coefficient of the target value filter 5 is selected to be optimal when the set value is raised, and the value of the coefficient of the target value filter 5 is selected to be optimal when the set value is decreased. A diagram illustrating an example of a control response.

**부호의 설명**** Description of the sign **

1 : PID 연산부, 2 : 제어 대상, 3 : 목표값 변경부, 4 : 목표값 변경 제어부, 5 : 목표값 필터, 6 : 필터 계수값 선택 수단, 7 : 전환 수단, 8 : 필터 선택 수단, 9 : 전환 수단, 10 : 필터 전환 수단, 20 : 냉동고, 21 : 증발기, 22 : 냉동기, 23 : 급액 전자 밸브, 24 : 전자 팽창 밸브, 25 : 증발기 출구 온도 센서, 26 : 증발기 입구 온도 센서, 27 : 냉동고 내 온도 센서, 28 : 컨트롤러, 51 : 목표값 상승시 필터, 52 : 목표값 하강시 필터1: PID calculation unit, 2: control target, 3: target value changing unit, 4: target value changing controller, 5: target value filter, 6: filter coefficient value selecting means, 7: switching means, 8: filter selecting means, 9 : Switching means, 10: filter switching means, 20: freezer, 21: evaporator, 22: freezer, 23: liquid feed solenoid valve, 24: electronic expansion valve, 25: evaporator outlet temperature sensor, 26: evaporator inlet temperature sensor, 27: Temperature sensor in the freezer, 28: controller, 51: filter when the target value rises, 52: filter when the target value falls

Claims (7)

전자 팽창 밸브에 제어 출력을 부여함으로써 과열도를 제어하는 제어 장치로서, A control device for controlling the degree of superheat by providing a control output to an electromagnetic expansion valve, 과열도의 설정값이 입력되는 목표값 필터를 구비하고, 상기 과열도의 설정값에 대해 소정의 변화를 부여하여 목표값으로서 출력하는 목표값 변경 수단과,A target value filter having a target value filter into which a set value of the superheat degree is input, and giving a predetermined change to the set value of the superheat degree and outputting it as a target value; 상기 목표값 변경 수단으로부터 출력되는 목표값과 측정값에 따라 전자 팽창 밸브에 제어 신호를 출력하는 PID 연산부와,A PID calculator for outputting a control signal to the electromagnetic expansion valve in accordance with the target value and the measured value output from the target value changing means; 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향을 검출하여, 상기 검출한 설정값의 변화의 방향에 따라 상기 목표값 변경 수단으로부터 출력되는 목표값의 변화의 정도를 제어하는 목표값 변경 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. And a target value change control means for detecting the direction of the change in the set value of the superheat degree and controlling the degree of change in the target value output from the target value change means in accordance with the detected direction of the change in the set value. Superheater control device characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값이 내려갔을 때의 상기 목표값의 변화가 상기 과열도의 설정값이 올랐을 때보다 완만해지도록 상기 목표값 변경 수단을 제어하는 것임을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. The target value changing control means controls the target value changing means so that the change in the target value when the set value of the superheat degree decreases more smoothly than when the set value of the superheat degree rises. Control device of superheat. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 목표값 필터의 계수의 값을 상기 과열 도의 설정값의 변화의 방향에 따라 선택하는 것임을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. And said target value change control means selects a value of a coefficient of said target value filter in accordance with a direction of change of a set value of said superheat degree. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 목표값 변경 수단은, 상이한 전달 함수를 갖는 2 개의 목표값 필터를 갖고, The target value changing means has two target value filters having different transfer functions, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라 선택한 상기 2 개의 목표값 필터 중 어느 하나의 목표값 필터의 출력을 상기 PlD 연산부에 출력시키는 것임을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. The target value change control means outputs the output of any one of the two target value filters selected in accordance with the direction of change of the set value of the superheat degree to the PlD calculating section. controller. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라, 상기 과열도의 설정값을 상기 목표값 변경 수단에 있어서의 상기 목표값 필터를 통하지 않고 직접 상기 PID 연산부에 출력할지, 혹은 상기 목표값 필터의 출력을 상기 PID 연산부에 출력할지를 선택하는 것임을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. The target value change control means outputs the set value of the superheat degree directly to the PID calculation unit without passing through the target value filter of the target value change means in the direction of the change of the set value of the superheat degree. Or select whether to output the output of the target value filter to the PID operation unit. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 목표값 변경 제어 수단은, 상기 과열도의 설정값의 변화의 방향에 따라, 상기 목표값 변경 수단에 있어서의 상기 목표값 필터의 계수의 값을 1 자유도 PID 제어가 되는 값으로 할지, 혹은 2 자유도 PID 제어가 되는 값으로 할지를 선택하는 것임을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. The target value change control means sets the value of the coefficient of the target value filter in the target value change means to a value to be 1 degree of freedom PID control in accordance with the direction of change of the set value of the superheat degree, or 2 degree of freedom PID control device characterized in that it is selected whether or not to be a value to be controlled. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 목표값 필터에 있어서의 계수의 값은 임의로 설정할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 과열도의 제어 장치. The superheat degree control apparatus characterized by setting the value of the coefficient in the said target value filter arbitrarily.
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